JPS5933864B2 - Nuclear fuel assembly support device - Google Patents
Nuclear fuel assembly support deviceInfo
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- JPS5933864B2 JPS5933864B2 JP54043681A JP4368179A JPS5933864B2 JP S5933864 B2 JPS5933864 B2 JP S5933864B2 JP 54043681 A JP54043681 A JP 54043681A JP 4368179 A JP4368179 A JP 4368179A JP S5933864 B2 JPS5933864 B2 JP S5933864B2
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- assembly
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液体金属冷却材の漏洩を防止し、かつ核燃料集
合体の浮上りを防止した核燃料集合体支持装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a nuclear fuel assembly support device that prevents leakage of liquid metal coolant and also prevents floating of nuclear fuel assemblies.
核燃料集合体は内部に多数の燃料ピンを収容し、炉容器
内に支持される。A nuclear fuel assembly houses a number of fuel pins therein and is supported within a reactor vessel.
そして上記燃料ピンに液体金属等ようなる冷却材を接触
させて熱交換を行なうように構成されている。The fuel pin is configured to bring a coolant such as liquid metal into contact with the fuel pin to perform heat exchange.
ところで上記核燃料集合体内の燃料ピンの交換は、集合
体を炉容器の外部に取出して行なわれる。Incidentally, the fuel pins in the nuclear fuel assembly are replaced by taking the assembly out of the reactor vessel.
従って集合体は簡単に着脱できるような状態で炉容器内
に支持する必要がある。Therefore, the assembly must be supported within the furnace vessel in such a way that it can be easily installed and removed.
しかし炉容器内には多数の集合体を非接触に配列しなけ
ればならないので、支持状態が不確実であると集合体が
傾き、炉容器内で集合体同志が当接してしまうおそれが
ある。However, since a large number of assemblies must be arranged in a non-contact manner within the reactor vessel, if the support condition is uncertain, the assemblies may tilt and the assemblies may come into contact with each other within the reactor vessel.
そこで一般には集合体の下端にエントランスノズルを設
け、このエントランスノズルを炉容器内に設けられた連
結管の内部に上方より差し込んで支持するようにし、連
結管及びエントランスノズルの各周壁に設けた流量調節
孔を通してエントランスノズル内に冷却材を流入させ、
その冷却材の圧力で集合体を下方向へ押付けて支持状態
の安定化を図るように考慮されている。Therefore, in general, an entrance nozzle is provided at the lower end of the assembly, and this entrance nozzle is inserted from above into a connecting pipe provided in the furnace vessel to support it, and the flow rate is set on each peripheral wall of the connecting pipe and entrance nozzle. Coolant flows into the entrance nozzle through the adjustment hole,
It is designed to use the pressure of the coolant to press the assembly downward to stabilize the support state.
このとき燃料ピンとエントランスノズルの圧力損失が大
きいため連結管とエントランスノズルとの間では圧力が
高くなり、集合体を浮上がらせる力が存在し、これによ
って集合体を下方向へ押付ける力が弱められ、集合体の
支持が不安定になるという欠点があった。At this time, since the pressure loss between the fuel pin and the entrance nozzle is large, the pressure increases between the connecting pipe and the entrance nozzle, and there is a force that causes the assembly to float, which weakens the force pushing the assembly downward. This has the disadvantage that the support of the assembly becomes unstable.
また連結管とエントランスノズルとの間における圧力が
このように高いため、連結管の上端とこの部分に当接す
る集合体外周面との間のわずかな隙間から冷却材が漏洩
することになる。Furthermore, since the pressure between the connecting pipe and the entrance nozzle is so high, the coolant leaks from a small gap between the upper end of the connecting pipe and the outer circumferential surface of the assembly that abuts this portion.
ところで、炉容器内に装荷されたすべての集合体は発熱
量が一定ではないので、この発熱量が異なることを考慮
して流量配分を行ない、各集合体の出口部における温度
が一定となるようにしている。By the way, since the calorific value of all the aggregates loaded in the furnace vessel is not constant, the flow rate is distributed taking into account the difference in calorific value, so that the temperature at the outlet of each aggregate is constant. I have to.
しかし集合体の浮上刃が大きくなって連結管とエントラ
ンスノズルとの間から冷却材が漏洩するようになると各
集合体への流量配分が困難となり、各集合体の出口部に
おける温度分布が不均一になり、ひいては熱効率の低下
を招き、かつ上記出口部に熱変形を生ずるおそれもあっ
た。However, as the floating blades of the aggregates become larger and coolant begins to leak from between the connecting pipe and the entrance nozzle, it becomes difficult to distribute the flow rate to each aggregate, resulting in uneven temperature distribution at the outlet of each aggregate. This may lead to a decrease in thermal efficiency, and may also cause thermal deformation in the outlet section.
本発明はこのような従来の欠点を除去するためになされ
たもので、その目的は、簡単な構成により冷却材の漏洩
を防止することができ、かつ集合体を確実に支持するこ
とができる核燃料集合体支持装置を提供することにある
。The present invention was made in order to eliminate such conventional drawbacks, and its purpose is to provide a nuclear fuel assembly that can prevent coolant leakage with a simple structure and that can reliably support the assembly. An object of the present invention is to provide an aggregate support device.
以下、本発明の詳細を図面に示す実施例にもとずいて説
明する。Hereinafter, details of the present invention will be explained based on embodiments shown in the drawings.
第1図は炉容器1の内部を部分的に示す断面図であって
、炉容器1の内部には水平方向に上部支持板2及び下部
支持板3が配設されている。FIG. 1 is a sectional view partially showing the inside of the furnace vessel 1. Inside the furnace vessel 1, an upper support plate 2 and a lower support plate 3 are arranged horizontally.
そして下部支持板3の下方には低圧冷却材室4が形成さ
れている。A low-pressure coolant chamber 4 is formed below the lower support plate 3.
上下支持板2,3間には多数の連結管5が垂直に設けら
れ、これらの連結管5を介して低圧冷却材室4と上部支
持板2の上方部分とが連通ずるようになっている。A large number of connecting pipes 5 are vertically provided between the upper and lower support plates 2 and 3, and the low-pressure coolant chamber 4 and the upper part of the upper support plate 2 communicate with each other via these connecting pipes 5. .
また上下支持板2゜3の間には高圧冷却材室6が形成さ
れている。Further, a high pressure coolant chamber 6 is formed between the upper and lower support plates 2.3.
上記連結管5は周壁に流量調節孔7・・・を有するもの
で、この連結管5の内部に、核燃料集合体8の下端に設
けられたエントランスノズル9を上方より挿し込む0と
慨よ0て・集合体8を炉容器1内に装荷するようになっ
ている。The connecting pipe 5 has a flow rate adjustment hole 7 in its peripheral wall, and an entrance nozzle 9 provided at the lower end of the nuclear fuel assembly 8 is inserted from above into the connecting pipe 5. The assembly 8 is then loaded into the furnace vessel 1.
核燃料集合体8は、第2図に示すように内部に多数の燃
料ピン10・・・を収容し、その燃料ピン収容部の上下
には中性子遮蔽体11.12を配置し、下端には前記エ
ンI・ランスノズル9を設けているもので、エントラン
スノズル9の周壁にも流量調節孔13・・・設けられて
いる。The nuclear fuel assembly 8 accommodates a large number of fuel pins 10 inside, as shown in FIG. An entrance nozzle 9 is provided, and a flow rate adjustment hole 13 is also provided in the peripheral wall of the entrance nozzle 9.
そしてこれらの流量調節孔13・・・は、集合体8を定
位置に装荷した状態において、連結管5の流量調節孔T
・・・と合致するようになっている。These flow rate adjustment holes 13... are connected to the flow rate adjustment holes T of the connecting pipe 5 when the assembly 8 is loaded in a fixed position.
It is now consistent with...
また下方の中性子遮蔽体12はエントランスノズル9の
上部に配置されており、流量調節孔13・・・より流入
した冷却材がその遮蔽体12の周囲部を通過して燃料ピ
ン10・・・へ達するようになっている。Further, the lower neutron shield 12 is disposed above the entrance nozzle 9, and the coolant flowing from the flow rate adjustment hole 13 passes through the periphery of the shield 12 and reaches the fuel pin 10. It is supposed to reach.
以上のように構成された集合体支持装置において、炉容
器1の下方より供給された冷却材は、低圧冷却材室4の
下方より高圧冷却材室6内に流入しさらに連結管5及び
エントランスノズル9の流量調節孔γ・・・、13・・
・を通して集合体8内に流入する。In the assembly support device configured as described above, the coolant supplied from below the reactor vessel 1 flows into the high pressure coolant chamber 6 from below the low pressure coolant chamber 4, and further flows through the connecting pipe 5 and the entrance nozzle. 9 flow rate adjustment holes γ..., 13...
・Flows into the aggregate 8 through.
そして上記冷却材は遮蔽体12の周囲部を通過して燃料
ピン10に接触して所定の熱交換を行ない、さらに上方
の遮蔽体11に設けられた流路11aを通過して集合体
8の外部へ流出するようになる。The coolant then passes through the periphery of the shield 12, contacts the fuel pins 10, performs a predetermined heat exchange, and further passes through the flow path 11a provided in the upper shield 11 to form the assembly 8. It begins to leak outside.
このときエントランスノズル9の下面(低圧冷却材室4
に接している面)においては、P3の圧力が加わってお
り集合体8を浮き上がらせる力はとなる。At this time, the lower surface of the entrance nozzle 9 (low pressure coolant chamber 4
A pressure of P3 is applied to the surface in contact with , and the force that lifts the aggregate 8 is .
本発明は上記核燃料集合体8の浮上刃を小さくするため
になされたもので第3図にその実施例を示している。The present invention has been made to reduce the size of the floating blade of the nuclear fuel assembly 8, and an embodiment thereof is shown in FIG.
つまり第3図において前記エントランスノズル9の下端
部14を防錐形に形成するとともに連結管5の下部15
に内面の中央部16が突出したディフューザ20を接続
してなるもので、エントランスノズル9の下面17まで
は冷却材流路を絞るようにして、その後はディフューザ
20の中央部16で極度に絞り、次第に拡開させて冷却
材の流れを下向きの急激な流れにしてエントランスノズ
ルの下部15をディフューザ20の内面に押し付けるよ
うにし核燃料集合体の浮上りを防止することにある。In other words, in FIG.
A diffuser 20 with a protruding inner surface central portion 16 is connected to the diffuser 20, so that the coolant flow path is narrowed down to the lower surface 17 of the entrance nozzle 9, and then extremely narrowed at the center portion 16 of the diffuser 20. The purpose is to gradually expand the coolant to make the flow of coolant downward and to press the lower part 15 of the entrance nozzle against the inner surface of the diffuser 20, thereby preventing the nuclear fuel assembly from floating up.
すなわち第3図において連結管5内へ導ひかれた冷却材
の圧力は高いので低圧冷却材室4へ流れ込む。That is, in FIG. 3, since the pressure of the coolant introduced into the connecting pipe 5 is high, it flows into the low-pressure coolant chamber 4.
この流路を第3図中口のあたりから絞ってハまで(口か
らハ迄は同じ流路断面積になるように絞る)流速を大き
くなるようにする。This flow path is narrowed from around the opening in the middle of Figure 3 to C (squeezed so that the cross-sectional area of the flow path is the same from the opening to C) to increase the flow velocity.
その後はディフューザ20によって出来るだけ流体抵抗
を少なくするようにゆるやかに拡流するようにする。Thereafter, the diffuser 20 is used to spread the flow gently to reduce fluid resistance as much as possible.
こうした場合イから二までの静圧分布は第4図に示すよ
うになる。In this case, the static pressure distribution from A to 2 will be as shown in Figure 4.
このとき口からハまでは流速が大きく、動圧が大きくな
るため静圧P2が小さくなる。At this time, the flow velocity is high from the mouth to C, and the dynamic pressure becomes large, so the static pressure P2 becomes small.
全圧分布(動圧+静圧)が二で減少しているのは摩擦圧
損等によるものである。The reason why the total pressure distribution (dynamic pressure + static pressure) decreases in 2 is due to frictional pressure loss, etc.
この静圧P2はP3に比べるとかなり小さくできる。This static pressure P2 can be made considerably smaller than P3.
本発明によるとエントランスノズル9下面に加わる圧力
はP3でなくP2である。According to the present invention, the pressure applied to the lower surface of the entrance nozzle 9 is not P3 but P2.
故にエントランスノズル9下面を押し核燃料集合体8を
浮上させる力は÷Dテ・P2となる。Therefore, the force that pushes the lower surface of the entrance nozzle 9 and causes the nuclear fuel assembly 8 to float is ÷Dte·P2.
P3〉〉P2であるから従来装置よりも集合体8を浮上
がらせる力が減衰し集合体8は連結管5の上端に安定に
支持される。Since P3>>P2, the force for floating the assembly 8 is attenuated compared to the conventional device, and the assembly 8 is stably supported at the upper end of the connecting pipe 5.
このため地震時等集合体8が浮上し各集合体8への流量
配分が狂うことなく各集合体8の出口部における温度分
布を均一にすることができ、原子炉の安全性を高め熱効
率の向上を図り、かつ上記出口部における熱変形を防止
することもできる。Therefore, the temperature distribution at the outlet of each assembly 8 can be made uniform without causing the assembly 8 to float during an earthquake and disrupting the flow distribution to each assembly 8. This improves the safety of the reactor and improves thermal efficiency. It is also possible to improve the temperature and prevent thermal deformation at the outlet section.
第5図および第6図は本発明の他の実施例を示すもので
、エントランスノズル9の下部に円周複数個の突部21
(第5図および第6図では3個設けであるが3個以上で
あれば何個でもよい)を設は集合体8が傾くことを防ご
うとするものである。5 and 6 show another embodiment of the present invention, in which a plurality of circumferential protrusions 21 are provided at the lower part of the entrance nozzle 9.
(Three are provided in FIGS. 5 and 6, but any number may be used as long as it is three or more.) The purpose of this is to prevent the assembly 8 from tilting.
つまり、絞り部とディフューザ20とエントランスノズ
ル9先端の偏心を避けるものである。In other words, eccentricity of the diaphragm, the diffuser 20, and the tip of the entrance nozzle 9 is avoided.
以上説明したように本発明によれば核燃料集合体エント
ランスノズルの下部嵌合部と連結管の下部内面に冷却材
の流速が速くなるようにディフューザ部を加工し、その
ディフューザ部の小さい静水圧とエントランスノズル内
圧による差圧でエントランスノズルを下向に引き寄せる
力を発生させているので、核燃料集合体の浮止りを防止
することができる。As explained above, according to the present invention, a diffuser part is machined in the lower fitting part of the nuclear fuel assembly entrance nozzle and the lower inner surface of the connecting pipe to increase the flow velocity of the coolant, and the low hydrostatic pressure of the diffuser part is Since the force that draws the entrance nozzle downward is generated by the pressure difference between the entrance nozzle internal pressures, it is possible to prevent the nuclear fuel assembly from floating.
第1図は本発明を説明するために高速炉容器内を部分的
に拡大して示す縦断面図、第2図は第1図における従来
の核燃料集合体が連結管内に挿着された状態を拡大して
示す断面図、第3図は本発明に係る核燃料集合体支持装
置を示す断面図、第4図は第3図における冷却材の静圧
分布および動圧分布を示す分布曲線図、第5図は本発明
に係る核燃料集合体支持装置の他の実施例における要部
を部分的に示す断面図、第6図は第5図のA、−A矢視
方向切断断面図である。
1・・・・・炉容器、5・・・・・・連結管、8・・・
・・・核燃料集合体、9・・・・・・エントランスノズ
ル、10・・・・・・燃料ピン、12・・・・・・中性
子遮蔽体、13・・・・・・流量調節孔、20・・・・
・ディフューザ(絞り機構の1部を含む)、21・・・
・・・突部。FIG. 1 is a partially enlarged vertical cross-sectional view of the inside of the fast reactor vessel for explaining the present invention, and FIG. 2 shows the state in which the conventional nuclear fuel assembly shown in FIG. 1 is inserted into the connecting pipe. 3 is a sectional view showing the nuclear fuel assembly support device according to the present invention; FIG. 4 is a distribution curve diagram showing the static pressure distribution and dynamic pressure distribution of the coolant in FIG. 3; FIG. 5 is a sectional view partially showing essential parts of another embodiment of the nuclear fuel assembly support device according to the present invention, and FIG. 6 is a sectional view taken in the direction of arrows A and -A in FIG. 1...Furnace vessel, 5...Connecting pipe, 8...
Nuclear fuel assembly, 9 Entrance nozzle, 10 Fuel pin, 12 Neutron shield, 13 Flow rate adjustment hole, 20・・・・・・
・Diffuser (including part of the aperture mechanism), 21...
...protrusion.
Claims (1)
に中性子遮蔽体を配置し下端にはエントランスノズルを
有しそのエントランスノズルの周壁に冷却材流入口を設
けた核燃料集合体を、そのエントランスノズルを炉容器
内に設けられた連結管内に上方より挿し込んで上記炉容
器内に支持する核燃料集合体支持装置において、上記エ
ントランスノズルの下端部を防錐形に形成するとともに
連結管の下部に内面の中央部が突出したディフューザを
設けたことを特徴とする核燃料集合体支持装置。1. A nuclear fuel assembly that accommodates a fuel pin inside, has a neutron shield placed below the fuel pin accommodating part, has an entrance nozzle at the lower end, and has a coolant inlet on the peripheral wall of the entrance nozzle, is installed at the entrance of the nuclear fuel assembly. In a nuclear fuel assembly support device in which a nozzle is inserted from above into a connecting pipe provided in a reactor vessel and supported within the reactor vessel, the lower end of the entrance nozzle is formed into a cone-proof shape, and a A nuclear fuel assembly support device characterized by being provided with a diffuser whose inner surface has a protruding central portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54043681A JPS5933864B2 (en) | 1979-04-12 | 1979-04-12 | Nuclear fuel assembly support device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54043681A JPS5933864B2 (en) | 1979-04-12 | 1979-04-12 | Nuclear fuel assembly support device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55135787A JPS55135787A (en) | 1980-10-22 |
| JPS5933864B2 true JPS5933864B2 (en) | 1984-08-18 |
Family
ID=12670574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54043681A Expired JPS5933864B2 (en) | 1979-04-12 | 1979-04-12 | Nuclear fuel assembly support device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933864B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5999890B2 (en) * | 2011-12-05 | 2016-09-28 | 三菱重工業株式会社 | Reactor |
-
1979
- 1979-04-12 JP JP54043681A patent/JPS5933864B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55135787A (en) | 1980-10-22 |
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